[转] Java 程序员的 Golang 入门笔记

最近抽空学习了一下 Go 语言,好多特性感觉非常棒,由于高效的开发效率以及性能,现在好多优秀的开源项目都是基于 Go 开发,比如 DockeretcdconsulKubernetes 等。Go 势必会在互联网技术的服务化,容器化的将来大展拳脚。正好网上看到一篇关于 Java 程序员入门 Golang 的文章,写的挺好的,所以特此转载过来,再加上自己的一些学习经验,供大家参考。

Golang09 年发布,中间经历了多个版本的演进,已经渐渐趋于成熟,其媲美于 C 语言的性能、Python 的开发效率,又被称为 21 世纪的 C 语言,尤其适合开发后台服务。这篇文章主要是介绍 Golang 的一些主要特性,和 Java 做一个对比,以便更好的理解 Golang 这门语言。

关于 Golang 环境的搭建就不讲了,可以参考 官方文档 或者大神 astaxie 的开源书籍 build-web-application-with-golang 的相关篇章。下面我没让你就从 Go 版本的Hello World 开始。

Hello World

每种语言都有自己的Hello WorldGo 也不例外,Go 版本的如下:

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package main

import (
"fmt"
)

func main() {
fmt.Println("Hello World!你好,世界!")
}

我们使用 go run 运行后,会在控制台终端看到 Hello World!你好,世界! 的输出。我们来看下这段代码:

  1. package 是一个关键字,定义一个包,和 Java 里的 package 一样,也是模块化的关键。
  2. main 包是一个特殊的包名,它表示当前是一个可执行程序,而不是一个库。
  3. import 也是一个关键字,表示要引入的包,和 Javaimport 关键字一样,引入后才可以使用它。
  4. fmt 是一个包名,这里表示要引入 fmt 这个包,这样我们就可以使用它的函数了。
  5. main 函数是主函数,表示程序执行的入口,Java 也有同名函数,但是多了一个String[] 类型的参数。
  6. Printlnfmt 包里的函数,和 Java 里的 System.out.println 作用类似,这里输出一段文字。

整段代码非常简洁,关键字、函数、包等和 Java 非常相似,不过注意,go 是不需要以 ; (分号)结尾的。

变量

go 语言变量的声明和 java 的略有不同,以声明一个 int 类型,变量名为 age 为例,go 语言变量生成如下:

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var age int =10

同样的变量,在 java 中的声明是:

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int age = 10;

可以看到 go 的变量声明,修饰变量的类型在变量的后面,而且是以 var 关键字开头。

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var 变量名 类型 = 表达式

最后面的赋值可以在声明的时候忽略,这样变量就有一个默认的值,称之为 零值零值 是一个统称,以类型而定,比如 int 类型的零值为 0string 类型的零值是 ”” 空字符串。

go 中除了以 var 声明变量之外,还有一种简短的变量声明方式 :=,比如上面例子,可以如下简单声明:

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age := 10

这种方式和上面的例子等价,但是少了 var 和变量类型,所以简短方便,用的多。使用这种方式,变量的类型由 go 根据值推导出来,比如这里默认是 int

不过它有一个限制,那就是它只能用在函数内部;在函数外部使用则会无法编译通过,所以一般用 var 方式来定义全局变量。

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var a1, a2 string = "1", "d"

Go 对于已声明但未使用的变量(局部变量)会在编译阶段报错

常量

有了变量,就少不了常量,和 var 关键字不一样,go 的常量使用 const 声明,这个和 C 里的常量一样。

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const age = 10

这样就声明了一个常量 age,其值是 10,因为我们这里没有指定常量的类型,所以常量的类型是根据值推导出来的。所以等价的我们也可以指定常量类型,如下:

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const age int = 10

相比来说,java 下的常量定义就要复杂一些,要有 static final 修饰符,才是常量:

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private static  final int AGE = 10;

这个和 go 的实现等价,但是它的定义修饰符比 go 多多了,而且常量类型不能省略。

大小写标记访问权限

我们上面的 go 例子中我特意用了小些的变量名 age,甚至常量我也没有写成 AGE,但是在 java 中,对于常量我们的习惯是全部大些。

go 中不能随便使用大小写的问题,是因为大小写具有特殊意义,在 go 中,大些字母开头的变量或者函数等是 public 的,可以被其他包访问;小些的则是private的,不能被其他包访问到。这样就省去了 publicprivate 声明的烦恼,使代码变的更简洁。

特别说明,这些导出规则只适用于包级别名字定义,不能使函数内部的定义。

包的规则和java很像,每个包都有自己独立的空间,所以可以用来做模块化,封装,组织代码等。
java不同的是, go 的包里可以有函数,比如我们常用的fmt.Println(),但是在在java中没有这种用法,java的方法必须是属于一个类或者类的实例的。

要使用一个包,就需要先导入,使用import关键字,和java也一样,可以参见前面的hello world示例。

如果我们需要导入多个包的时候,可以像java一样,一行行导入,也可以使用快捷方式一次导入,这个是java所没有的。

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import (
"io"
"log"
"net"
"strconv"
)

类型转换

go 对于变量的类型有严格的限制,不同类型之间的变量不能进行赋值、表达式等操作,必须要要转换成同一类型才可以,比如int32int64两种int类型的变量不能直接相加,要转换成一样才可以。

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var a int32 = 13
var b int64 = 20
c := int64(a) + b

这种限制主要是防止我们误操作,导致一些莫名其妙的问题。在java中因为有自动转型的概念,所以可以不同类型的可以进行操作,比如int可以和double相加,int类型可以通过+和字符串拼接起来,这些在go中都是不可行的。

map

map类型,Java里是Map接口, go 里叫做字典,因为其常用,在 go 中,被优化为一个语言上支持的结构,原生支持,就像一个关键字一样,而不是java里的要使用内置的sdk集合库,比如HashMap等。

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ages := make(map[string]int)
ages["linday"] = 20
ages["michael"] = 30
fmt.Print(ages["michael"])

go 里要创建一个map对应,需要使用关键字make,然后就可以对这个map进行操作。

map的结构也非常简单,符合KV模型,定义为map[key]value, 方括号里是key的类型,方括号外紧跟着对应的value的类型,这些明显和JavaMap接口不同。如果在 go 中我们要删除map中的一个元素怎么办?使用内置的delete函数就可以,如下代码删除ages这个map中,keymichael的元素。

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delete(ages,"michael")

如果我们想遍历map中的K、V值怎么办?答案是使用range风格的for循环,可比Java Map的遍历简洁多了。

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for name,age := range ages {
fmt.Println("name:",name,",age:",age)
}

range一个map,会返回两个值,第一个是key,第二个是value,这个也是go多值返回的优势,下面会讲。

函数方法

go 中,函数和方法是不一样的,我们一般称包级别的(直接可以通过包调用的)称之为函数,比如fmt.Println();把和一个类型关联起来的函数称之为方法,如下示例:

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package lib
import "time"
type Person struct {
age int
name string
}
func (p Person) GetName() string {
return p.name
}
func GetTime() time.Time{
return time.Now()
}

其中GetTime()可以通过lib.GetTime()直接调用,称之为函数;而GetName()则属于Person这个结构体的函数,只能声明了Person类型的实例后才可以调用,称之为方法。

不管是函数还是方法,定义是一摸一样的。而在这里,最可以讲的就是多值返回,也就是可以同时返回多个值,这就大大为我们带来了方便,比如上个遍历map的例子,直接可以获取K、V,如果只能返回一个值,我们就需要调用两次方法才可以。

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func GetTime() (time.Time,error){
return time.Now(),nil
}

多值返回也很简单,返回的值使用逗号隔开即可。如果要接受多值的返回,也需要以逗号分隔的变量,有几个返回值,就需要几个变量,比如这里:

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now,err:=GetTime()

如果有个返回值,我们用不到,不想浪费一个变量接收怎么办?这时候可以使用空标志符_,这是java没有的。

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now,_:=GetTime()

指针

go 的指针和C中的声明定义是一样的,其作用类似于Java引用变量效果。

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var age int = 10
var p *int = &age
*p = 11
fmt.Println(age)

其中指针p指向变量age的内存地址,如果修改*p的值,那么变量age的值也同时会被修改,例子中打印出来的值为11,而不是10.

相对应java引用类型的变量,可以理解为一个HashMap类型的变量,这个变量传递给一个方法,在该方法里对HashMap修改,删除,就会影响原来的HashMap。引用变量集合类最容易理解,自己的类也可以,不过基本类型不行,基本类型不是引用类型的,他们在方法传参的时候,是拷贝的值。

结构体替代类

go 中没有类型的概念,只有结构体,这个和C是一样的。

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type Person struct {
age int
name string
}

go 中的结构体是不能定义方法的,只能是变量,这点和Java不一样的,如果要访问结构体内的成员变量,通过.操作符即可。

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func (p Person) GetName() string {
return p.name
}

这就是通过.操作符访问变量的方式,同时它也是一个为结构体定义方法的例子,和函数不一样的是,在func关键字后要执行该方法的接收者,这个方法就是属于这个接收者,例子中是Person这个结构体。

go 中如果想像Java一样,让一个结构体继承另外一个结构体怎么办?也有办法,不过在 go 中称之为组合或者嵌入。

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type Person struct {
age int
name string
Address
}
type Address struct {
city string
}

结构体Address被嵌入了Person中,这样Person就拥有了Address的变量和方法,就想自己的一样,这就是组合的威力。通过这种方式,我们可以把简单的对象组合成复杂的对象,并且他们之间没有强约束关系, go 倡导的是组合,而不是继承、多态。

接口

go 的接口和Java类型,不过它不需要强制实现,在 go 中,如果你这个类型(基本类型,结构体等都可以)拥有了接口的所有方法,那么就默认为这个类型实现了这个接口,是隐式的,不需要和java一样,强制使用implement强制实现。

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type Stringer interface {
String() string
}
func (p Person) String() string {
return "name is "+p.name+",age is "+strconv.Itoa(p.age)
}

以上实例中可以看到,Person这个结构体拥有了fmt.Stringer接口的方法,那么就说明Person实现了fmt.Stringer接口。

接口也可以像结构体一样组合嵌套,这里不再赘述。

并发

go 并发主要靠goroutine支持,也称之为go协程或者go程,他是语言层面支持的,非常轻量级的多任务支持,也可以把他简单的理解为java语言的线程,不过是不一样的。

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go run()

这就启动一个goroutine来执行run函数,代码非常简洁,如果在java中,需要先New一个Thread,然后在重写他的run方法,然后在start才可以开始。

两个goroutine可以通过channel来通信,channel是一个特殊的类型,也是 go 语言级别上的支持,他类似于一个管道,可以存储信息,也可以从中读取信息。

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package main
import "fmt"
func main() {
result:=make(chan int)
go func() {
sum:=0
for i:=0;i<10;i++{
sum=sum+i
}
result<-sum
}()
fmt.Print(<-result)
}

以上示例使用一个单独的goroutine求和,当得到结果时,存放在result这个chan里,然后供 main goroutine 读取出来。当result没有被存储值的时候,读取result是阻塞的,所以会等到结果返回,协同工作,通过chan通信。

对于并发, go 还提供了一套同步机制,都在sync包里,有锁,有一些常用的工具函数等,和javaconcurrent框架差不多。

异常机制

相比javaException来说, go 有两种机制,不过最常用的还是error错误类型,panic只用于严重的错误。

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type error interface {
Error() string
}

go 内置的error类型非常简洁,只用实现Error方法即可,可以打印一些详细的错误信息,比如常见的函数多值返回,最后一个返回值经常是error,用于传递一些错误问题,这种方式要比java throw Exception的方法更优雅。

Defer代替finally

go 中没有javafinally了,那么如果我们要关闭一些一些连接,文件流等怎么办呢,为此go为我们提供了defer关键字,这样就可以保证永远被执行到,也就不怕关闭不了连接了。

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f,err:=os.Open(filename)
defer f.Close()
readAll(f)

统一编码风格

在编码中,我们有时为了是否空行,大括号是否独占一行等编码风格问题争论不休,到了 go 这里就终止了,因为 go 是强制的,比如花括号不能独占一行,比如定义的变量必须使用,否则就不能编译通过。

第二种就是go fmt这个工具提供的非强制性规范,虽然不是强制的,不过也建议使用,这样整个团队的代码看着就像一个人写的。很多 go 代码编辑器都提供保存时自动gofmt格式的话,所以效率也非常高。

便捷的部署

go 最终生成的是一个可执行文件,不管你的程序依赖多少库,都会被打包进行,生成一个可执行文件,所以相比java庞大的jar库来说,他的部署非常方便,执行运行这个可执行文件就好了。

对于Web开发,更方便,不用安装jdktomcat容器等等这些环境,直接一个可执行文件,就启动了。对于 go 这种便捷的部署方式,我觉得他更能推进docker的服务化,因为docker就是倡导一个实例一个服务,而且不用各种依赖,layer层级又没那么多,docker image也会小很多。

最后, go 目前已经在TIOBE语言排行榜上名列13名了,上升速度还是非常快的,而且随着服务化,容器化,他的优势会越来越多的显现出来,得到更广泛的应用。

如果你感兴趣,那么开始吧,提前准备,机会来的时候,就不会错过了。


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